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电力系统自动化 2024年第14期48卷 110-118页

作者：秦博宇高鑫张哲丁涛张逸兴西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

对于含大规模风电的高压直流外送系统,换相失败、直流闭锁等故障可能导致送端交流母线出现暂态过电压,进而引发新能源连锁脱网,严重威胁电网的安全稳定运行。为刻画直流故障对系统安全稳定运行能力的影响,提出一种知识-数据融合的直流... 详细信息

对于含大规模风电的高压直流外送系统,换相失败、直流闭锁等故障可能导致送端交流母线出现暂态过电压,进而引发新能源连锁脱网,严重威胁电网的安全稳定运行。为刻画直流故障对系统安全稳定运行能力的影响,提出一种知识-数据融合的直流送端系统暂态过电压幅值预测方法。首先,通过修正决策树分裂过程中的分支质量衡量指标提出改进决策树算法,挖掘暂态过电压与关键电气量的映射关系,提升过电压幅值预测模型的评估性能。其次,基于系统机理模型分析送端系统功率交换情况与交流母线电压的关联关系,推导模型驱动的换流站母线暂态过电压幅值解析表达式。最后,结合理论分析方法,建立知识-数据融合模型以快速修正过电压幅值理论计算结果,提升融合模型在训练样本不足或输入特征选择不当情况下的鲁棒性。面向存在暂态过电压问题的直流送端系统,仿真结果验证了所提暂态过电压幅值预测方法的有效性。

关键词：改进决策树模型暂态过电压知识-数据融合直流送端系统

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基于图卷积神经网络的直流送端系统暂态过电压评估

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电力系统保护与控制 2023年第23期51卷 71-81页

作者：刘浩宇刘挺坚刘友波丁理杰史华勃四川大学电气工程学院四川成都610065 国网四川省电力科学研究院四川成都610000

随着新能源接入电力系统并通过直流送出,送端系统的暂态过电压问题逐渐突出。因此,为快速准确估计送端系统在直流闭锁、换相失败等预想扰动场景下各直流近区节点暂态过电压严重度,提出一种基于图卷积神经网络(graph convolutional netwo... 详细信息

随着新能源接入电力系统并通过直流送出,送端系统的暂态过电压问题逐渐突出。因此,为快速准确估计送端系统在直流闭锁、换相失败等预想扰动场景下各直流近区节点暂态过电压严重度,提出一种基于图卷积神经网络(graph convolutional network,GCN)的直流送端系统暂态过电压评估模型。该模型以电网发生直流故障前的潮流状态参数与网络拓扑作为输入特征,可以同时预估电网多个关键节点(如风电场汇集节点)的暂态过电压严重度。利用含跨区直流异步互联的两区域系统进行算例分析,验证该模型可以适应多种网架拓扑结构、不同新能源发电占比等差异化电网运行方式,具有较强的泛化能力。同时,所提模型揭示了对过电压严重度影响最大的关键因素,具有一定的可解释性,可为暂态过电压的预防控制提供有效指导。

关键词：直流送端系统闭锁换相失败暂态过电压深度学习图卷积神经网络

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基于多属性决策的地方电网与能源基地直流送端系统并网模式优选方法

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现代电力 2019年第5期36卷 1-9页

作者：林俐倪润年郭恒周正戚庆茹新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 国网郑州供电公司河南郑州450000 国网北京经济技术研究院北京102209

针对地方电网与能源基地直流送端系统并网模式选择问题,构建基于技术、经济和发展规模指标的综合评价指标体系,并考虑主客观因素的影响,提出基于多属性决策的并网模式优选方法。首先,在总结孤岛和联网接入模式存在的问题基础上,建立了... 详细信息

针对地方电网与能源基地直流送端系统并网模式选择问题,构建基于技术、经济和发展规模指标的综合评价指标体系,并考虑主客观因素的影响,提出基于多属性决策的并网模式优选方法。首先,在总结孤岛和联网接入模式存在的问题基础上,建立了一套考虑技术、经济性以及发展规模等多因素影响的综合评价指标体系;其次采用了基于主观权重的层次分析法和基于客观权重的熵权法进行组合权重的选取,提出了基于多属性决策的优选方法,通过计算不同备选方案的相对贴近度,实现并网模式的优选决策;最后,以某实际直流工程为例,验证所提方法的合理性。

关键词：直流送端系统并网模式评价指标体系组合权重优选方法

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地方电网与能源基地直流送端系统并网模式优化选择

地方电网与能源基地直流送端系统并网模式优化选择

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作者：倪润年华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

伴随“一带一路”建设和“全球能源互联网”战略的实施,大量能源基地直流外送工程投入运行,以实现清洁能源的高效利用。这些能源基地一般装机容量大,位置偏僻,远离受端主网,一般直接通过直流外送系统送至受端。近年来,由于经济利益原因... 详细信息

伴随“一带一路”建设和“全球能源互联网”战略的实施,大量能源基地直流外送工程投入运行,以实现清洁能源的高效利用。这些能源基地一般装机容量大,位置偏僻,远离受端主网,一般直接通过直流外送系统送至受端。近年来,由于经济利益原因,能源基地近端的地方电网有并入能源基地外送系统的需求,但是这些地方电网规模小,网架结构弱,当与直流系统相连时,会使直流系统运行状态复杂,且可能使送端出现较为严重的电压稳定等问题。因此,需要合理优化选择地方电网与能源基地直流送端系统并网模式,以满足交、直流系统各方的技术经济等要求。本文基于这一新问题,以地方电网与能源基地直流外送系统为研究对象,提出了并网模式优化选择方法,主要工作如下:针对地方电网与能源基地直流送端系统并网模式优化选择问题,本文建立地方电网与能源基地直流外送系统模型,分析联网和孤岛接入模式各自存在的问题,并综合考虑技术、经济性和发展规模等因素的影响,构建了一套基于静态安全、暂态稳定、经济性和发展规模指标的量化评价指标体系,为并网模式优化选择方法的提出作铺垫。为了不失一般性,在上述综合评价指标体系的基础上,首先推广得到了一般性评价指标矩阵。接着,综合考虑主客观因素,合理选择评价指标的组合权重,提出了一种基于相对贴近度的地方电网与能源基地直流送端系统并网模式优化选择方法。然后,通过算例仿真分析比较了所提方法与传统层次分析法的优化选择结果,验证了所提的基于相对贴近度的优化选择方法的优越性和合理性。由于基于相对贴近度的并网模式优化选择方法具体计算过程较为复杂,仅适用于精确计算的场合,无法满足快速地优化选择并网模式的需要。进一步地,本文提出了一种基于灰色关联度的并网模式优化选择方法,该方法能够充分利用数据的客观性,且满足快速优化选择模式的需要,并通过算例仿真分析验证该方法的合理性。最后,将该方法的优化选择结果分别与传统层次分析法、基于相对贴近度的优化选择方法的优化选择结果进行比较,说明了不同方法的适用性。

关键词：直流送端系统并网模式评价指标体系优化选择方法

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基于控制系统动态过程和CNN的直流送端暂态过电压估算方法研究

基于控制系统动态过程和CNN的直流送端暂态过电压估算方法研究

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作者：张赫东北电力大学

学位级别：硕士

近年来,随着电力系统互联规模扩大和直流传输容量的增加,电力系统的稳定性问题日益凸显,特别是发生直流功率大扰动时（如直流闭锁、换相失败等）,直流送端系统易发生暂态过电压,对交直流侧的输电设备造成较大冲击,严重影响电力系统的稳... 详细信息

近年来,随着电力系统互联规模扩大和直流传输容量的增加,电力系统的稳定性问题日益凸显,特别是发生直流功率大扰动时（如直流闭锁、换相失败等）,直流送端系统易发生暂态过电压,对交直流侧的输电设备造成较大冲击,严重影响电力系统的稳定性。针对上述问题,构建了基于直流控制系统动态过程的暂态过电压估算方法和基于卷积神经网络（convolutional neural networks,CNN）的暂态过电压估算方法,主要研究内容如下:（1）针对传统暂态过电压估算方法缺乏元件控制系统动态行为交互作用的相关研究,导致估算结果不够准确的问题,提出一种基于控制系统动态过程的暂态过电压估算方法。首先,分析送端系统元件在交直流故障扰动下的动态特性,获得影响暂态过电压的主要环节和机理,建立暂态过电压与控制环节的有效映射;然后,通过对比分析不同控制参数对暂态过电压的影响,确定影响暂态过电压的关键因素;最后,通过推导传递函数,表征交直流故障时电网元件控制系统的动态过程,降低暂态过电压的估算误差。（2）鉴于构建电网元件控制系统动态过程来提高暂态过电压估算精度时,需对电力系统复杂数学模型进行简化,暂态过电压估算模型的构建较困难,因此提出一种基于CNN的暂态过电压估算方法,可避免复杂的模型构建过程而且具有较高的评估精度。首先,基于CNN输入特征构建的基本原理,搭建具有多层隐含层的非线性网络结构,将广域量测装置（wide areameasurement system,WAMS）采集的各节点电压、相角及功率作为输入层,依据电网节点的拓补关系及故障发生到切除的时间顺序进行拼接,得到表征电网状态的矩阵。然后,优化调整CNN的超参数,采用梯度下降法进行有监督训练,通过逐层优化输入层与卷积层之间的权重矩阵,实现关键特征值的自动提取。最后,利用CNN的深层架构构建暂态过电压与输入数据间的映射模型,快速准确地估算直流送端系统暂态过电压。

关键词：直流送端系统功率大扰动暂态过电压卷积神经网络

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